JP6709708B2 - Optical glass, precision press molding preforms, and optical elements - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子に関し、特に、中屈折率高分散性の光学ガラス、並びに、当該光学ガラスを用いた、精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to an optical glass, a precision press-molding preform, and an optical element, and more particularly, to an optical glass having a medium refractive index and high dispersion, and a precision press-molding preform and an optical element using the optical glass. ..
中屈折率高分散性の光学ガラスは、各種レンズなどの撮像光学系の光学素子材料として、非常に有用であり、例えば、高屈折率低分散性のレンズなどと組み合わせることにより、非常に高性能な色収差補正用の光学系を形成することができる。
なお、光学ガラスの分野において、「中屈折率」とは、一般的に、屈折率（ｎｄ）がおよそ１．５０以上１．８０以下の範囲にあることを指す。
Optical glass with a medium refractive index and high dispersion is very useful as an optical element material for an imaging optical system such as various lenses. For example, by combining it with a lens with a high refractive index and low dispersion, it has a very high performance. It is possible to form an optical system for correcting various chromatic aberrations.
In the field of optical glass, the “medium refractive index” generally means that the refractive index (nd) is in the range of 1.50 or more and 1.80 or less.
ここで、中屈折率高分散性の光学ガラスとしては、従来、種々の組成のガラスが知られている。例えば、特許文献１には、２１重量％以上のＢｉ2Ｏ3と、所定量のＲ’2Ｏ（Ｒ’＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）とを少なくとも含有するＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系の光学ガラスが、高分散性である上、中屈折率、具体的には、屈折率（ｎｄ）が約１．６６〜１．６９となることが開示されている。また、例えば、特許文献２には、ＳｉＯ2−Ｎｂ2Ｏ5−Ｒ’2Ｏ−Ｆ系（Ｒ’はアルカリ金属元素）の所定組成の光学ガラスが、高分散性である上、中屈折率、具体的には、屈折率（ｎｄ）が約１．５２〜１．６７となることが開示されている。 Here, glass having various compositions has been conventionally known as an optical glass having a medium refractive index and high dispersibility. For example, Patent Document 1 discloses an SiO 2 —B 2 O 3 system containing at least 21% by weight of Bi 2 O 3 and a predetermined amount of R′ 2 O (R′=Li, Na, K). It is disclosed that the optical glass has high dispersibility and has a medium refractive index, specifically, a refractive index (nd) of about 1.66 to 1.69. Further, for example, in Patent Document 2, an optical glass having a predetermined composition of SiO 2 —Nb 2 O 5 —R′ 2 O—F system (R′ is an alkali metal element) has high dispersibility and has a medium refraction. It is disclosed that the index, specifically the refractive index (nd), is about 1.52 to 1.67.
その一方で、主としてＳｉＯ2、Ｋ2Ｏ及びＴｉＯ2を含むガラス（ＳｉＯ2−Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2系ガラス）も、中屈折率高分散性となる傾向にあることが知られている。 On the other hand, it is known that a glass mainly containing SiO 2 , K 2 O and TiO 2 (SiO 2 —K 2 O—TiO 2 system glass) also tends to have a medium refractive index and high dispersibility.
しかしながら、特許文献１に記載の光学ガラスは、Ｂｉ2Ｏ3を比較的多量に含むため、短波長の光の透過率が低いという問題があった。また、特許文献２に記載の光学ガラスは、アッべ数（νｄ）の値がせいぜい３５程度と大きいため、高分散性の更なる向上の点で、改良の余地があった。 However, since the optical glass described in Patent Document 1 contains a relatively large amount of Bi 2 O 3 , it has a problem that the transmittance of light having a short wavelength is low. Further, since the optical glass described in Patent Document 2 has a large Abbe number (νd) value of about 35 at most, there is room for improvement in further improvement of high dispersibility.
更に、主としてＳｉＯ2−Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2系ガラスに関しても、以下のような問題があった。即ち、例えばＳｉＯ2及びＴｉＯ2を比較的多く含む組成とした場合には、熔融性が悪く熔解に高温を要するため、Ｔｉ4+イオンの還元による有色のＴｉ3+イオンが生成したり、溶融の際に用いる坩堝から貴金属イオンが溶け込んだりすることなどにより、透過特性が悪化するという問題があり、一方、Ｋ2Ｏを比較的多く含む組成とした場合には、化学的耐久性が悪化するという問題があった。 Further, there are the following problems mainly with respect to SiO 2 —K 2 O—TiO 2 glass. That is, for example, in the case of a composition containing a relatively large amount of SiO 2 and TiO 2 , the meltability is poor and a high temperature is required for melting, so that colored Ti 3+ ions are generated by the reduction of Ti 4+ ions, There is a problem that the transmission characteristics are deteriorated due to the dissolution of precious metal ions from the crucible used in the above case, while the chemical durability is deteriorated when the composition contains a relatively large amount of K 2 O. There was a problem.
本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れた中屈折率高分散性の光学ガラス、並びに、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れた中屈折率高分散性の精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することを目的とする。 The present invention, which was developed in view of the above-mentioned current situation, has good transmission characteristics, an optical glass with a medium refractive index and high dispersibility excellent in chemical durability, and good transmission characteristics. An object of the present invention is to provide a precision press-molding preform having excellent chemical durability and a medium refractive index and high dispersion, and an optical element.
本発明者は、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ＳｉＯ2−Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2系ガラスにおいて、少なくとも、ＳｉＯ2、Ｋ2Ｏ及びＴｉＯ2の割合の適正化を図った上、Ｂ2Ｏ3とＮａ2Ｏとを所定の条件を満たすように含有させることにより、所定の光学恒数を有し、且つ、透過特性及び化学的耐久性を優れたものとすることができることを見出した。 As a result of earnest studies to achieve the above-mentioned object, the present inventor has attempted to optimize the ratio of at least SiO 2 , K 2 O and TiO 2 in the SiO 2 —K 2 O—TiO 2 glass. In addition, by containing B 2 O 3 and Na 2 O so as to satisfy a predetermined condition, it is possible to obtain a predetermined optical constant and excellent transmission characteristics and chemical durability. I found that I could do it.
即ち、本発明の光学ガラスは、
質量％で、
ＳｉＯ2：２０％以上３５％以下、
Ｂ2Ｏ3：１％以上１０％以下、
Ａｌ2Ｏ3：０％以上５％以下、
Ｋ2Ｏ：２０％以上３５％以下、
Ｎａ2Ｏ：１％以上１０％以下、
ＴｉＯ2：２０％以上４０％以下、
ＺｎＯ：０％以上１０％以下、
ＺｒＯ2：０％以上５％以下、
Ｎｂ2Ｏ5：０％以上５％以下、及び
Ｂｉ2Ｏ3：０％以上５％以下
を含む組成からなり、
ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の含有量が２１％以上４０％以下であり、
Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の含有量が２１％以上４０％以下であり、
Ｐ2Ｏ5、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＰｂＯを含まず、
アッベ数（νｄ）が２６以上３４以下であり、且つ、屈折率（ｎｄ）が式（１）：
２．０４−０．０１２５×νｄ≦ｎｄ≦２．０８−０．０１２５×νｄ・・・（１）
を満たすことを特徴とする。かかる光学ガラスは、中屈折率高分散性であって、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れる。
ここで、本明細書において「含まず」とは、意図して含有させない、即ち、実質的に含有しないことを意味する。
That is, the optical glass of the present invention,
In mass %,
SiO 2 : 20% or more and 35% or less,
B 2 O 3: 1% or more than 10%,
Al 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
K 2 O: 20% or more and 35% or less,
Na 2 O: 1% or more and 10% or less,
TiO 2 : 20% to 40%,
ZnO: 0% or more and 10% or less,
ZrO 2 : 0% or more and 5% or less,
Nb 2 O 5 : 0% to 5% inclusive, and Bi 2 O 3 : 0% to 5% inclusive,
The total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 21% or more and 40% or less,
The total content of Na 2 O and K 2 O is 21% or more and 40% or less,
P 2 O 5 , Li 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, and PbO are not included,
The Abbe number (νd) is 26 or more and 34 or less, and the refractive index (nd) is expressed by the formula (1):
2.04-0.0125×νd≦nd≦2.08-0.0125×νd (1)
It is characterized by satisfying. Such an optical glass has a medium refractive index and high dispersibility, has excellent transmission characteristics, and has excellent chemical durability.
Here, in the present specification, "does not include" means that it is not contained intentionally, that is, substantially does not contain.
本発明の光学ガラスは、厚さ１０ｍｍにおける分光透過率８０％を示す波長が、４３０ｎｍ以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a wavelength showing a spectral transmittance of 80% at a thickness of 10 mm of 430 nm or less.
本発明の光学ガラスは、日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０６−２００９に準拠して測定される化学的耐久性（耐水性）のクラスが、１〜３であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a chemical durability (water resistance) class of 1 to 3 as measured according to JOGIS06-2009 of the Japan Optical Glass Industry Association.
また、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、本発明の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。 The precision press molding preform of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention as a raw material.
更に、本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。 Furthermore, the optical element of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention as a material.
本発明によれば、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れた中屈折率高分散性の光学ガラス、並びに、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れた中屈折率高分散性の精密プレス成形用プリフォーム及び光学素子を提供することができる。 According to the present invention, the transmission characteristics are good, the optical glass having a medium refractive index and high dispersibility excellent in chemical durability, and the transmission characteristics are good, and the medium refractive index excellent in chemical durability is also provided. It is possible to provide a precision press-molding preform having a high dispersibility and an optical element.
（光学ガラス）
以下、本発明の光学ガラスを具体的に説明する。
まず、本発明において、光学ガラスの組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。
なお、成分に関する「％」表示は、特に断らない限り、質量％を意味するものとする。
(Optical glass)
Hereinafter, the optical glass of the present invention will be specifically described.
First, in the present invention, the reason why the composition of the optical glass is limited to the above range will be described.
In addition, unless otherwise indicated, the "%" display regarding a component shall mean the mass %.
＜ＳｉＯ2＞
本発明の光学ガラスにおいて、ＳｉＯ2は、ガラスの網目構造を形成し、ガラスに製造可能な耐失透安定性を持たせるとともに、ガラスの化学的耐久性を高めることができる有用成分である。しかしながら、その含有量が３５％を超えると、熔融性が著しく低下するため、ガラスの透過特性が悪化し、一方、その含有量が２０％未満であると、耐失透安定性及び化学的耐久性を向上させる効果が十分に得られない。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、ＳｉＯ2の含有量を２０％以上３５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ2の含有量は、２１％以上であることが好ましく、２２％以上であることがより好ましく、また、３４％以下であることが好ましく、３３％以下であることがより好ましい。
<SiO 2 >
In the optical glass of the present invention, SiO 2 is a useful component capable of forming a glass network structure, allowing the glass to have devitrification resistance that can be produced, and enhancing the chemical durability of the glass. However, when the content exceeds 35%, the meltability is remarkably reduced, so that the transmission characteristics of the glass are deteriorated, while when the content is less than 20%, devitrification resistance and chemical durability are deteriorated. The effect of improving the property cannot be sufficiently obtained. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of SiO 2 is set in the range of 20% to 35%. From the same viewpoint, the content of SiO 2 in the optical glass of the present invention is preferably 21% or more, more preferably 22% or more, and preferably 34% or less, 33% The following is more preferable.
＜Ｂ2Ｏ3＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ｂ2Ｏ3は、ガラスの網目構造を形成し、ガラスに製造可能な耐失透安定性を持たせることができる有用成分であり、また、熔融性を高めることができる有用成分でもある。しかしながら、その含有量が１０％を超えると、化学的耐久性が低下し、一方、その含有量が１％未満であると、熔融性を高める効果、ひいてはガラスの透過特性を高める効果が得られない。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ｂ2Ｏ3の含有量を１％以上１０％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢ2Ｏ3の含有量は、２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、また、９％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。
<B 2 O 3 >
In the optical glass of the present invention, B 2 O 3 is a useful component capable of forming a glass network structure and imparting devitrification resistance stability to the glass that can be produced, and also improves the meltability. It is also a useful ingredient. However, if the content exceeds 10%, the chemical durability is lowered, while if the content is less than 1%, the effect of enhancing the meltability and the effect of enhancing the transmission characteristics of the glass are obtained. Absent. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of B 2 O 3 is set in the range of 1% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the content of B 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, and preferably 9% or less, It is more preferably 8% or less.
＜ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計＞
ここで、本発明の光学ガラスは、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の含有量が、２１％以上４０％以下であることを要する。上記合計の含有量が２１％未満であると、耐失透安定性が低下し、一方、上記合計の含有量が４０％を超えると、高分散性が低下する。なお、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の含有量は、耐失透安定性をより向上させる観点から、２２％以上であることが好ましく、２３％以上であることがより好ましく、また、高分散性の低下を十分に抑制する観点から、３９％以下であることが好ましく、３８％以下であることがより好ましい。
<Total of SiO 2 and B 2 O 3 >
Here, the optical glass of the present invention requires that the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 21% or more and 40% or less. When the total content is less than 21%, the devitrification resistance stability decreases, while when the total content exceeds 40%, the high dispersibility decreases. The total content of SiO 2 and B 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 22% or more, and more preferably 23% or more from the viewpoint of further improving the devitrification resistance stability. It is more preferably 39% or less, and more preferably 38% or less, from the viewpoint of sufficiently suppressing deterioration of high dispersibility.
＜Ａｌ2Ｏ3＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ａｌ2Ｏ3は、化学的耐久性を高めることができる成分である。しかしながら、その含有量が５％を超えると、熔融性が低下するため透過特性が悪化する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ａｌ2Ｏ3の含有量を０％以上５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＡｌ2Ｏ3の含有量は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
<Al 2 O 3 >
In the optical glass of the present invention, Al 2 O 3 is a component capable of enhancing chemical durability. However, if the content exceeds 5%, the meltability decreases and the transmission characteristics deteriorate. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of Al 2 O 3 is set in the range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of Al 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, more preferably 3% or less.
＜Ｋ2Ｏ＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ｋ2Ｏは、高分散性を高めることができる有用成分である。しかしながら、その含有量が３５％を超えると、化学的耐久性が著しく低下し、一方、２０％未満であると、高分散性が低下する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ｋ2Ｏの含有量を２０％以上３５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＫ2Ｏの含有量は、２１％以上であることが好ましく、２２％以上であることがより好ましく、また、３４％以下であることが好ましく、３３％以下であることがより好ましい。
<K 2 O>
In the optical glass of the present invention, K 2 O is a useful component capable of enhancing high dispersibility. However, if the content exceeds 35%, the chemical durability is significantly reduced, while if it is less than 20%, the high dispersibility is reduced. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of K 2 O is set in the range of 20% to 35%. From the same viewpoint, the content of K 2 O in the optical glass of the present invention is preferably 21% or more, more preferably 22% or more, and preferably 34% or less, 33 % Or less is more preferable.
＜Ｎａ2Ｏ＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ｎａ2Ｏは、熔融性を高めることができる有用成分であり、また、ＳｉＯ2−Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2系ガラスにおいてＫ2Ｏの一部と置き換えることにより、化学的耐久性を高めることができる成分でもある。しかしながら、その含有量が１０％を超えると、高分散性が低下し、一方、１％未満であると、熔融性及び化学的耐久性を高める効果が十分に得られない。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ｎａ2Ｏの含有量を１％以上１０％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＮａ2Ｏの含有量は、２％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、また、９％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。
<Na 2 O>
In the optical glass of the present invention, Na 2 O is a useful component capable of increasing the meltability, and by replacing a part of K 2 O in the SiO 2 —K 2 O—TiO 2 type glass, chemical It is also a component that can improve the specific durability. However, if the content exceeds 10%, the high dispersibility decreases, while if it is less than 1%, the effect of enhancing the meltability and the chemical durability cannot be sufficiently obtained. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of Na 2 O is set in the range of 1% to 10%. From the same viewpoint, the content of Na 2 O in the optical glass of the present invention is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, and preferably 9% or less, 8 % Or less is more preferable.
＜Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計＞
ここで、本発明の光学ガラスは、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の含有量が、２１％以上４０％以下であることを要する。上記合計の含有量が２１％未満であると、熔融性が著しく低下するため、ガラスの透過特性が悪化し、一方、４０％を超えると、化学的耐久性が著しく低下する。なお、本発明の光学ガラスにおけるＮａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の含有量は、熔融性をより高めて透過特性を向上させる観点から、２２％以上であることが好ましく、２３％以上であることがより好ましく、また、化学的耐久性の低下をより十分に抑制する観点から、３９％以下であることが好ましく、３８％以下であることがより好ましい。
<Total of Na 2 O and K 2 O>
Here, the optical glass of the present invention requires that the total content of Na 2 O and K 2 O be 21% or more and 40% or less. When the total content is less than 21%, the meltability is remarkably reduced, so that the transmission characteristics of the glass are deteriorated, while when it exceeds 40%, the chemical durability is remarkably reduced. The total content of Na 2 O and K 2 O in the optical glass of the present invention is preferably 22% or more, and 23% or more, from the viewpoint of further enhancing the meltability and improving the transmission characteristics. More preferably, and from the viewpoint of more sufficiently suppressing the decrease in chemical durability, it is preferably 39% or less, and more preferably 38% or less.
＜ＴｉＯ2＞
本発明の光学ガラスにおいて、ＴｉＯ2は、高分散性及び化学的耐久性を高めることができる有用成分である。しかしながら、その含有量が４０％を超えると、熔融性が著しく低下するため、ガラスの透過特性が悪化し、一方、２０％未満であると、高分散性及び化学的耐久性を向上させる効果が十分に得られない。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、ＴｉＯ2の含有量を２０％以上４０％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＴｉＯ2の含有量は、２１％以上であることが好ましく、２２％以上であることがより好ましく、また、３９％以下であることが好ましく、３８％以下であることがより好ましい。
<TiO 2 >
In the optical glass of the present invention, TiO 2 is a useful component capable of enhancing high dispersibility and chemical durability. However, when the content exceeds 40%, the meltability is remarkably reduced, so that the transmission characteristics of the glass deteriorate, while when it is less than 20%, the effect of improving high dispersibility and chemical durability is obtained. I can't get enough. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of TiO 2 is set in the range of 20% to 40%. From the same viewpoint, the content of TiO 2 in the optical glass of the present invention is preferably 21% or more, more preferably 22% or more, and preferably 39% or less, 38% The following is more preferable.
＜ＺｎＯ＞
本発明の光学ガラスにおいて、ＺｎＯは、化学的耐久性及び熔融性を高めることができる成分である。しかしながら、その含有量が１０％を超えると、高分散性が低下する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、ＺｎＯの含有量を０％以上１０％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＺｎＯの含有量は、９％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。
<ZnO>
In the optical glass of the present invention, ZnO is a component capable of enhancing chemical durability and meltability. However, if the content exceeds 10%, the high dispersibility is reduced. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of ZnO is set in the range of 0% to 10%. From the same viewpoint, the content of ZnO in the optical glass of the present invention is preferably 9% or less, more preferably 8% or less.
＜ＺｒＯ2＞
本発明の光学ガラスにおいて、ＺｒＯ2は、化学的耐久性を高めることができる成分である。しかしながら、その含有量が５％を超えると、耐失透安定性及び熔融性が著しく低下するため、ガラスの透過特性が悪化する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、ＺｒＯ2の含有量を０％以上５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＺｒＯ2の含有量は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
<ZrO 2 >
In the optical glass of the present invention, ZrO 2 is a component capable of enhancing chemical durability. However, if its content exceeds 5%, the devitrification resistance stability and the meltability are remarkably reduced, so that the transmission characteristics of the glass deteriorate. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of ZrO 2 is set in the range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of ZrO 2 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, more preferably 3% or less.
＜Ｎｂ2Ｏ5＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ｎｂ2Ｏ5は、高分散性を高めることができる成分である。しかしながら、その含有量が５％を超えると、熔融性が低下するため、ガラスの透過特性が悪化する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ｎｂ2Ｏ5の含有量を０％以上５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＮｂ2Ｏ5の含有量は、３％以下であることが好ましい。
なお、Ｎｂ2Ｏ5による高分散性を高める効果は、ＴｉＯ2に比べて小さい。そのため、材料コストを低減する観点などから、本発明の光学ガラスは、Ｎｂ2Ｏ5を含まないことがより好ましい。
<Nb 2 O 5 >
In the optical glass of the present invention, Nb 2 O 5 is a component capable of enhancing high dispersibility. However, if the content exceeds 5%, the meltability decreases, and the transmission characteristics of the glass deteriorate. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of Nb 2 O 5 is set in the range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of Nb 2 O 5 in the optical glass of the present invention is preferably 3% or less.
The effect of increasing the high dispersibility of Nb 2 O 5 is smaller than that of TiO 2 . Therefore, from the viewpoint of reducing the material cost, the optical glass of the present invention more preferably does not contain Nb 2 O 5 .
＜Ｂｉ2Ｏ3＞
本発明の光学ガラスにおいて、Ｂｉ2Ｏ3は、熔融性及び高分散性を高めることができる成分である。しかしながら、その含有量が５％を超えると、透過特性が悪化する。そのため、本発明の光学ガラスにおいては、Ｂｉ2Ｏ3の含有量を０％以上５％以下の範囲とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢｉ2Ｏ3の含有量は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
<Bi 2 O 3 >
In the optical glass of the present invention, Bi 2 O 3 is a component capable of enhancing the meltability and the high dispersibility. However, if the content exceeds 5%, the transmission characteristics deteriorate. Therefore, in the optical glass of the present invention, the content of Bi 2 O 3 is set in the range of 0% to 5%. From the same viewpoint, the content of Bi 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, more preferably 3% or less.
＜その他の成分＞
本発明の光学ガラスには、目的を外れない限り、上述した成分以外の成分、例えば、ＧｅＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3などを少量含有させることができる。
<Other ingredients>
Unless deviating from the purpose, the optical glass of the present invention contains components other than the above components, such as GeO 2 , In 2 O 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Gd. A small amount of 2 O 3 or the like can be contained.
＜Ｐ2Ｏ5（不含成分）＞
なお、上述した成分を含有する光学ガラスにおいて、Ｐ2Ｏ5は、少量であっても耐失透安定性及び化学的耐久性を著しく低下させることが判明した。そこで、本発明においては、Ｐ2Ｏ5を含まないこととした。
<P 2 O 5 (non-containing component)>
In addition, in the optical glass containing the above-mentioned components, it was found that P 2 O 5 significantly deteriorates devitrification resistance stability and chemical durability even in a small amount. Therefore, in the present invention, P 2 O 5 is not included.
＜Ｌｉ2Ｏ（不含成分）＞
また、上述した成分を含有する光学ガラスにおいて、Ｌｉ2Ｏは、熔融性を高め得るものの、少量であっても高分散性を著しく低下させることが判明した。そこで、本発明においては、Ｌｉ2Ｏを含まないこととした。
<Li 2 O (non-containing component)>
Further, in the optical glass containing the above-mentioned components, although Li 2 O can enhance the meltability, it has been found that even a small amount thereof significantly reduces the high dispersibility. Therefore, in the present invention, Li 2 O is not included.
＜ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ（不含成分）＞
また、上述した成分を含有する光学ガラスにおいて、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、いずれも、熔融性及び化学的耐久性を高め得るものの、少量であっても高分散性を著しく低下させることが判明した。そこで、本発明においては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを含まないこととした。
<MgO, CaO, SrO and BaO (non-containing components)>
Further, in the optical glass containing the above-mentioned components, MgO, CaO, SrO and BaO can all improve the meltability and the chemical durability, but even a small amount can significantly reduce the high dispersibility. found. Therefore, the present invention does not include MgO, CaO, SrO, and BaO.
＜ＰｂＯ（不含成分）＞
更に、上述した成分を含有する光学ガラスにおいて、ＰｂＯは、高分散性及び熔融性を高め得るものの、毒性が高く、製品の応用範囲を制限し、また、製造加工の際の環境負荷に悪影響を及ぼす。そこで、本発明においては、ＰｂＯを含まないこととした。
<PbO (non-containing component)>
Furthermore, in the optical glass containing the above-mentioned components, PbO can enhance the high dispersibility and the meltability, but it is highly toxic, restricts the application range of the product, and has an adverse effect on the environmental load during manufacturing and processing. Exert. Therefore, in the present invention, PbO is not included.
＜ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの含有量の関係性＞
本発明の光学ガラスは、ＳｉＯ2の含有量をＡとし、Ｂ2Ｏ3の含有量をＢとし、Ｎａ2Ｏの含有量をＣとしたときに、下記式（Ｉ−１）：
（Ｂ＋Ｃ）／Ａ ≧ ０．０５７・・・（Ｉ−１）
を満たすことが好ましい。上記式（Ｉ−１）を満たす、言い換えれば、Ｂ2Ｏ3及びＮａ2Ｏの合計の含有量がＳｉＯ2の含有量に対して所定の割合以上であることで、溶融性が向上し、低温熔解が可能になるため、透過特性をより効果的に向上させることができる。同様の観点から、本発明の光学ガラスは、下記式（Ｉ−２）：
（Ｂ＋Ｃ）／Ａ ≧ ０．１５０・・・（Ｉ−２）
を満たすことがより好ましく、下記式（Ｉ−３）：
（Ｂ＋Ｃ）／Ａ ≧ ０．２５０・・・（Ｉ−３）
を満たすことが更に好ましい。
<Relationship of Contents of SiO 2 , B 2 O 3 , Na 2 O and K 2 O>
The optical glass of the present invention has the following formula (I-1) when the content of SiO 2 is A, the content of B 2 O 3 is B, and the content of Na 2 O is C:
(B+C)/A ≧0.057... (I-1)
It is preferable to satisfy. By satisfying the above formula (I-1), in other words, the total content of B 2 O 3 and Na 2 O is not less than a predetermined ratio with respect to the content of SiO 2 , the meltability is improved, Since low temperature melting is possible, the transmission characteristics can be improved more effectively. From the same viewpoint, the optical glass of the present invention has the following formula (I-2):
(B+C)/A ≧ 0.150... (I-2)
More preferably, the following formula (I-3):
(B+C)/A ≧ 0.250... (I-3)
It is more preferable to satisfy the following.
また、本発明の光学ガラスは、ＳｉＯ2の含有量をＡとし、Ｂ2Ｏ3の含有量をＢとし、Ｎａ2Ｏの含有量をＣとし、Ｋ2Ｏの含有量をＤとしたときに、下記式（ＩＩ−１）：
（Ａ＋Ｃ）／（Ｂ＋Ｄ） ≧ ０．４６６・・・（ＩＩ−１）
を満たすことが好ましい。上記式（ＩＩ−１）を満たす、言い換えれば、ＳｉＯ2及びＮａ2Ｏの合計の含有量がＢ2Ｏ3及びＫ2Ｏの合計の含有量に対して所定の割合以上であることで、より確実に化学的耐久性を向上させることができる。同様の観点から、本発明の光学ガラスは、下記式（ＩＩ−２）：
（Ａ＋Ｃ）／（Ｂ＋Ｄ） ≧ ０．５５０・・・（ＩＩ−２）
を満たすことがより好ましく、下記式（ＩＩ−３）：
（Ａ＋Ｃ）／（Ｂ＋Ｄ） ≧ ０．６５０・・・（ＩＩ−３）
を満たすことが更に好ましい。
Further, in the optical glass of the present invention, when the content of SiO 2 is A, the content of B 2 O 3 is B, the content of Na 2 O is C, and the content of K 2 O is D. And the following formula (II-1):
(A+C)/(B+D) ≧ 0.466...(II-1)
It is preferable to satisfy. By satisfying the above formula (II-1), in other words, the total content of SiO 2 and Na 2 O is at least a predetermined ratio with respect to the total content of B 2 O 3 and K 2 O: The chemical durability can be improved more reliably. From the same viewpoint, the optical glass of the present invention has the following formula (II-2):
(A+C)/(B+D) ≧ 0.550...(II-2)
More preferably, the following formula (II-3):
(A+C)/(B+D) ≧ 0.650... (II-3)
It is more preferable to satisfy the following.
更に、本発明の光学ガラスは、Ｎａ2Ｏの含有量をＣとし、Ｋ2Ｏの含有量をＤとしたときに、下記式（ＩＩＩ−１）：
Ｄ／Ｃ ≧ ２．０００・・・（ＩＩＩ−１）
を満たすことが好ましい。上記式（ＩＩＩ−１）を満たす、言い換えれば、Ｋ2Ｏの含有量がＮａ2Ｏの含有量に対して所定の割合以上であることで、より確実に高分散性を向上させることができる。同様の観点から、本発明の光学ガラスは、下記式（ＩＩＩ−２）：
Ｄ／Ｃ ≧ ２．１００・・・（ＩＩＩ−２）
を満たすことがより好ましく、下記式（ＩＩＩ−３）：
Ｄ／Ｃ ≧ ２．２００・・・（ＩＩＩ−３）
を満たすことが更に好ましい。
Furthermore, when the content of Na 2 O is C and the content of K 2 O is D, the optical glass of the present invention has the following formula (III-1):
D/C ≧ 2.000 (III-1)
It is preferable to satisfy. By satisfying the above formula (III-1), in other words, the content of K 2 O is not less than a predetermined ratio with respect to the content of Na 2 O, the high dispersibility can be more reliably improved. .. From the same viewpoint, the optical glass of the present invention has the following formula (III-2):
D/C ≧ 2.100...(III-2)
More preferably, the following formula (III-3):
D/C ≧ 2.200... (III-3)
It is more preferable to satisfy the following.
＜アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）＞
本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、所望の高分散性を得る観点から、２６以上３４以下の範囲であることを要し、２６．５以上３３．５以下の範囲であることが好ましく、２７以上３３以下の範囲であることがより好ましい。
<Abbe number (νd) and refractive index (nd)>
The Abbe number (νd) of the optical glass of the present invention needs to be in the range of 26 or more and 34 or less, and is in the range of 26.5 or more and 33.5 or less, from the viewpoint of obtaining desired high dispersibility. The range of 27 or more and 33 or less is more preferable.
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、所望の中屈折率とする観点から、下記式（１）：
２．０４−０．０１２５×νｄ≦ｎｄ≦２．０８−０．０１２５×νｄ・・・（１）
を満たすことを要する。なお、図１に、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、本発明の光学ガラスにおけるアッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）の範囲を示している。
同様の観点から、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、下記式（２）：
２．０４２−０．０１２５×νｄ≦ｎｄ≦２．０７５−０．０１２５×νｄ・・・（２）
を満たすことが好ましく、下記式（３）：
２．０４４−０．０１２５×νｄ≦ｎｄ≦２．０７−０．０１２５×νｄ・・・（３）
を満たすことがより好ましい。
The refractive index (nd) of the optical glass of the present invention is expressed by the following formula (1):
2.04-0.0125×νd≦nd≦2.08-0.0125×νd (1)
It is necessary to meet. Note that, in FIG. 1, in an orthogonal coordinate system in which the Abbe number (νd) is the x axis and the refractive index (nd) is the y axis, the range of the Abbe number (νd) and the refractive index (nd) in the optical glass of the present invention is shown. Is shown.
From the same viewpoint, the refractive index (nd) of the optical glass of the present invention has the following formula (2):
2.042-0.0125×νd≦nd≦2.075-0.0125×νd (2)
It is preferable that the following formula (3):
2.044-0.0125×νd≦nd≦2.07-0.0125×νd (3)
It is more preferable to satisfy.
＜透過特性＞
本発明の光学ガラスは、上述した通り、透過特性が良好である。具体的に、本発明の光学ガラスは、厚さ１０ｍｍにおける分光透過率８０％を示す波長が、４３０ｎｍ以下であることが好ましく、４２５ｎｍ以下であることがより好ましく、４２０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
なお、上述の「厚さ１０ｍｍにおける分光透過率８０％を示す波長」は、日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０２−２００３「光学ガラスの着色度測定方法」に準拠して測定される値を指す。
<Transmission characteristics>
As described above, the optical glass of the present invention has good transmission characteristics. Specifically, in the optical glass of the present invention, the wavelength showing a spectral transmittance of 80% at a thickness of 10 mm is preferably 430 nm or less, more preferably 425 nm or less, and further preferably 420 nm or less. ..
In addition, the above-mentioned "wavelength showing a spectral transmittance of 80% at a thickness of 10 mm" refers to a value measured in accordance with JOGIS02-2003 "Method for measuring coloring degree of optical glass" of the Japan Optical Glass Industry Association standard.
＜化学的耐久性（耐水性）＞
本発明の光学ガラスは、上述した通り、光学的耐久性に優れる。具体的に、本発明の光学ガラスは、日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０６−２００９「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）」に準拠して測定される化学的耐久性（耐水性）のクラスが、１〜３であることが好ましい。
<Chemical durability (water resistance)>
The optical glass of the present invention has excellent optical durability as described above. Specifically, the optical glass of the present invention has a chemical durability (water resistance) measured according to JOGIS06-2009 “Measuring method of chemical durability of optical glass (powder method)” of the Japan Optical Glass Industry Association standard. The sex) class is preferably 1 to 3.
＜光学ガラスの製造方法＞
次に、本発明の光学ガラスの製造方法について説明する。
ここで、本発明の光学ガラスは、各成分の組成が上述した範囲を満足し、且つ上述した屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）の関係を満たしていればよく、その製造方法については特に限定されることなく、従来の製造方法に従って製造することができる。
例えば、まず、本発明の光学ガラスに含まれ得る各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない熔融容器（例えば貴金属坩堝）に投入して、電気炉にて１０００〜１３００℃に加熱して熔融しながら適時撹拌する。次いで、電気炉で清澄、均質化してから、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、本発明の光学ガラスを製造することができる。なお、ガラスの着色改善や脱泡のため、ごく少量（例えば、光学ガラス中において０．５％以下となるような量）のＳｂ2Ｏ3など、工業上周知の成分を加えることができる。
<Method for producing optical glass>
Next, a method for manufacturing the optical glass of the present invention will be described.
Here, in the optical glass of the present invention, it is sufficient that the composition of each component satisfies the above-described range and also satisfies the above-described relationship between the refractive index (nd) and the Abbe number (νd). It can be manufactured according to a conventional manufacturing method without particular limitation.
For example, first, oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, etc. are weighed at a predetermined ratio as raw materials for each component that can be contained in the optical glass of the present invention, and sufficiently mixed to obtain a glass compounding raw material. Next, this raw material is put into a melting container (for example, a precious metal crucible) that is not reactive with the glass raw material and the like, and is heated to 1000 to 1300° C. in an electric furnace and stirred while being melted. Then, after clarification and homogenization in an electric furnace, after casting in a mold preheated to an appropriate temperature, by slowly cooling in an electric furnace to remove the strain, it is possible to produce the optical glass of the present invention. it can. In order to improve the coloring of the glass and defoam, it is possible to add components known in the industry, such as Sb 2 O 3 in a very small amount (for example, an amount of 0.5% or less in the optical glass).
（精密プレス成形用プリフォーム）
以下、本発明の精密プレス成形用プリフォームを具体的に説明する。
ここで、精密プレス成形用プリフォーム（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓ−ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｅｆｏｒｍ）（以下、単に「プリフォーム」と称することがある。）は、周知の精密プレス成形法に用いられる予備成形されたガラス素材であり、すなわち、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味する。
(Preform for precision press molding)
Hereinafter, the precision press molding preform of the present invention will be specifically described.
Here, the precision press-molding preform (hereinafter, may be simply referred to as “preform”) is a preformed glass material used in a known precision press-molding method. That is, it means a glass preform which is heated and subjected to precision press molding.
ここで、精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、最終的に得られる光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは、光学素子における、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させたりする面を意味し、例えば、レンズにおけるレンズ面などが、この光学機能面に相当する。 Here, as is well known, precision press molding is also called mold optics molding, and is a method of forming the optical functional surface of the finally obtained optical element by transferring the molding surface of the press mold. The optical functional surface means a surface of the optical element that refracts, reflects, diffracts, and makes the light to be controlled enter and exit. For example, a lens surface of a lens is the optical surface. It corresponds to the functional aspect.
そして、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、本発明の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本発明の精密プレス成形用プリフォームは、本発明の光学ガラスを素材として用いているため、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れ、また、中屈折率高分散性である。
なお、本発明の精密プレス成形用ガラスプリフォームは、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、各成分の組成並びに屈折率及びアッベ数に関する必須要件を満たすことが好ましく、本発明の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。
The preform for precision press molding of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention as a raw material. As described above, the preform for precision press molding of the present invention uses the optical glass of the present invention as a raw material, so that it has good transmission characteristics and excellent chemical durability, and also has a medium refractive index and high dispersion. It is sex.
The precision press molding glass preform of the present invention, from the viewpoint of obtaining desired performance, preferably satisfies the above-described optical glass of the present invention, the composition of each component, and the essential requirements for the refractive index and the Abbe number. It is more preferable to satisfy the various preferable conditions described above for the optical glass of the present invention.
なお、精密プレス成形時において、ガラスとプレス成形型の成形面との反応及び／又は融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面には、離型膜を被覆することが好ましい。離型膜の種類としては、貴金属（白金、白金合金）、酸化物（Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙの酸化物など）、窒化物（Ｂ、Ｓｉ、Ａｌの酸化物など）、炭素含有膜が挙げられる。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多いもの）が望ましく、具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。その他の膜については、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法等を用いて成膜することが可能である。 In the precision press molding, the surface of the preform is formed to prevent the reaction and/or fusion between the glass and the molding surface of the press mold and to make the glass spread well along the molding surface. In particular, it is preferable to coat the release film. The types of release films include noble metals (platinum, platinum alloys), oxides (oxides of Si, Al, Zr, Y, etc.), nitrides (oxides of B, Si, Al, etc.), and carbon-containing films. Can be mentioned. As the carbon-containing film, a film containing carbon as a main component (when the content of elements in the film is expressed in atomic %, the content of carbon is higher than the contents of other elements) is preferable. Examples of the carbon film include a carbon film and a hydrocarbon film. As a method for forming the carbon-containing film, a known method such as a vacuum deposition method using a carbon raw material, a sputtering method, an ion plating method, or a known method such as thermal decomposition using a material gas such as hydrocarbon is used. You can use it. Other films can be formed by using a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a sol-gel method, or the like.
本発明のプリフォームの作製方法としては、特に限定されない。ただし、本発明のプリフォームは、上記光学ガラスの優れた特質を活かして、次の作製方法により作製することが望ましい。 The method for producing the preform of the present invention is not particularly limited. However, it is desirable that the preform of the present invention is produced by the following production method by taking advantage of the excellent characteristics of the above optical glass.
第１のプリフォームの作製方法（「プリフォーム製法Ｉ」とする。）は、素材としての本発明の光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを流出して熔融ガラス塊を分離し、該熔融ガラス塊を冷却する過程で、プリフォームに成形する方法である。 The first preform manufacturing method (referred to as “preform manufacturing method I”) is as follows. The optical glass of the present invention as a raw material is melted, and the obtained glass melt is discharged to separate a glass melt gob and This is a method of forming a preform in the process of cooling the glass melt gob.
第２のプリフォームの作製方法（「プリフォーム製法ＩＩ」とする。）は、素材としての本発明の光学ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、該成形体を加工して、プリフォームを得る方法である。 The second preform manufacturing method (referred to as “preform manufacturing method II”) is to melt the optical glass of the present invention as a raw material and mold the obtained molten glass to prepare a glass molded body, It is a method of processing a molded body to obtain a preform.
プリフォーム製法Ｉ、ＩＩとも、素材としての光学ガラスから均質な熔融ガラスを得る工程を含む点において、共通する。この工程では、例えば、所望の特性が得られるように調合して製造した光学ガラス原料を白金製の熔融容器内に入れ、加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを用意し、温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルあるいは流出パイプから流出することができる。なお、光学ガラス原料を粗熔解してカレットを作製し、このカレットを調合して加熱、熔融、清澄、均質化して均質な熔融ガラスを得、上記流出ノズルあるいは流出パイプから流出するようにしてもよい。 The preform manufacturing methods I and II are common in that they include a step of obtaining a homogeneous molten glass from an optical glass as a raw material. In this step, for example, an optical glass raw material prepared by mixing so as to obtain desired properties is placed in a platinum melting vessel, and heating, melting, refining, homogenizing to prepare a homogeneous molten glass, and temperature. It can be discharged from an adjusted outflow nozzle or outflow pipe made of platinum or a platinum alloy. The optical glass raw material is roughly melted to prepare a cullet, and the cullet is mixed and heated, melted, clarified, and homogenized to obtain a homogeneous molten glass, and the cullet is discharged from the outflow nozzle or the outflow pipe. Good.
ここで、小型のプリフォームや球状のプリフォームを作製する場合は、例えば、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形することができる。或いは、同じく所望質量の熔融ガラス滴を流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを成形することができる。一方、中大型のプリフォームを作製する場合は、例えば、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型との間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形することができる。 Here, in the case of producing a small-sized preform or a spherical preform, for example, molten glass is dropped as a molten glass drop of a desired mass from an outflow nozzle, and it is received by a preform molding die to form a preform. be able to. Alternatively, similarly, a glass melt droplet having a desired mass can be dropped from an outflow nozzle into liquid nitrogen or the like to form a preform. On the other hand, when producing a medium-sized preform, for example, a molten glass flow is made to flow down from an outflow pipe, the tip of the molten glass flow is received by a preform mold, and a nozzle for the molten glass flow and a preform mold are used. After forming a constricted part between the two, plunge the preform mold right below, separate the molten glass flow at the constricted part by the surface tension of the molten glass, and receive the molten glass block of the desired mass in the receiving member. It can be molded into a preform.
なお、キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを得るためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形したりする方法などが用いられる。 In order to obtain a preform having a smooth surface without scratches, dirt, wrinkles, surface alteration, etc., for example, a free surface, while applying a wind pressure to the molten glass gob on the preform molding die or the like to float the surface. A method of forming into a preform or a method of forming a preform by inserting molten glass droplets into a liquid medium obtained by cooling a gaseous substance at room temperature and atmospheric pressure such as liquid nitrogen is used.
ここで、熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊には、ガス（浮上ガスという）が吹きつけられ、上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると、浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。 Here, when forming the preform while floating the molten glass gob, gas (referred to as floating gas) is blown to the molten glass gob, and upward wind pressure is applied. At this time, if the viscosity of the molten glass gob is too low, the floating gas enters the glass and remains as bubbles in the preform. However, by setting the viscosity of the molten glass gob to 3 to 60 dPa·s, the glass gob can be floated without the floating gas entering the glass.
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ2ガス、Ｏ2ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば、特に制限はない。 Examples of the gas used when the floating gas is blown onto the preform include air, N 2 gas, O 2 gas, Ar gas, He gas, and steam. The wind pressure is not particularly limited as long as the preform can float without coming into contact with the solid such as the surface of the molding die.
プリフォームより製造される精密プレス成形品（例えば、光学素子）は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。 Since many precision press-molded products (for example, optical elements) manufactured from the preform have a rotational symmetry axis like a lens, it is desirable that the preform also has a rotational symmetry axis. As a specific example, a sphere or one having one axis of rotational symmetry can be shown. The shape having one axis of rotational symmetry has a smooth contour line with no corners or depressions in the cross section including the axis of rotational symmetry, for example, an ellipse whose minor axis coincides with the axis of rotational symmetry as the contour line. There is also such a thing, and a flattened sphere (a shape in which one axis passing through the center of the sphere is defined and the dimension is reduced in the axial direction) can be given.
プリフォーム製法Ｉでは、本発明の光学ガラスを塑性変形可能な温度域で成形するので、ガラス塊をプレス成形することによりプリフォームを得てもよい。その場合、プリフォームの形状を比較的自由に設定することができるので、目的とする精密プレス成形品の形状に近似させ、例えば、対向する面の一方を凸、他方を凹形状にしたり、両方を凹面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凸面にしたり、一方の面を平面、他方の面を凹面にしたり、両面とも凸面にしたりすることができる。 In the preform manufacturing method I, the optical glass of the present invention is molded in a plastically deformable temperature range. Therefore, a preform may be obtained by press molding a glass gob. In that case, since the shape of the preform can be set relatively freely, it is approximated to the shape of the target precision press-molded product, for example, one of the facing surfaces is convex and the other is concave, or both are Can be a concave surface, one surface can be a flat surface, the other surface can be a convex surface, one surface can be a flat surface, the other surface can be a concave surface, or both surfaces can be convex.
プリフォーム製法ＩＩでは、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の歪をアニールによって除去し、切断または割断して、所定の寸法、形状に分割し、複数個のガラス片を作製し、ガラス片を研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の質量のガラスからなるプリフォームを得ることができる。このようにして作製したプリフォームの表面にも、炭素含有膜を被覆して使用することが好ましい。プリフォーム製法ＩＩは、研削、研磨を容易にすることができる球状のプリフォーム、平板状のプリフォームなどの製造に好適である。 In the preform manufacturing method II, for example, after the molten glass is cast into a mold to be molded, distortion of the molded body is removed by annealing, and the molded body is cut or cleaved to be divided into a predetermined size and shape, and a plurality of glass pieces are cut. Then, a glass piece is polished to smooth the surface, and a preform made of glass having a predetermined mass can be obtained. The surface of the preform thus produced is preferably coated with a carbon-containing film for use. The preform manufacturing method II is suitable for manufacturing spherical preforms, flat plate-shaped preforms, and the like that can facilitate grinding and polishing.
いずれの製法においても、使用する本発明の光学ガラスの熱的安定性や耐失透安定性が優れているため、ガラスの失透、脈理などを理由とする不良品が発生しにくく、高品質なプリフォームを安定して製造することができ、また、光学素子の製造プロセス全体の量産性を高めることができる。 In any of the production methods, since the optical glass of the present invention to be used has excellent thermal stability and devitrification resistance stability, it is unlikely that defective products due to devitrification of the glass, striae, etc. are generated, and high. A quality preform can be stably manufactured, and mass productivity of the entire optical element manufacturing process can be improved.
次に、精密プレス成形による光学素子等の成形品の量産性を更に高める上から、より好ましいプリフォームについて説明する。 Next, a more preferable preform will be described in order to further enhance the mass productivity of molded articles such as optical elements by precision press molding.
本発明の光学ガラスは、ガラス素材の面から、優れた精密プレス成形性を提供するが、精密プレス成形におけるガラスの変形量を減少させることにより、精密プレス成形時のガラスと成形型の温度の低下、プレス成形に要する時間の短縮化、プレス圧力の低減などが可能になる。その結果、ガラスと成形型成形面との反応性が低下し、精密プレス成形時に発生する上記不具合が低減され、量産性がより高まる。 The optical glass of the present invention, from the aspect of the glass material, provides excellent precision press moldability, but by reducing the amount of deformation of the glass in precision press molding, the temperature of the glass and the mold during precision press molding It is possible to reduce the pressure, the time required for press molding, and the press pressure. As a result, the reactivity between the glass and the molding surface of the molding die is reduced, the above-mentioned problems occurring during precision press molding are reduced, and mass productivity is further enhanced.
ここで、プリフォームを精密プレス成形してレンズを作製する場合における好ましいプリフォームは、互いに反対方向を向く被プレス面（精密プレス成形時に対向する成形型成形面でプレスされる面）を有するプリフォームであり、更に２つの被プレス面の中心を貫く回転対称軸を有するプリフォームがより好ましい。こうしたプリフォームのうち、メニスカスレンズの精密プレス成形に好適なものは、被プレス面の一方が凸面、他方が凹面、平面、前記凸面より曲率が小さいと凸面のいずれかであるプリフォームである。 Here, a preferable preform in the case where the preform is precision press-molded to produce a lens, a preferable preform has a surface to be pressed which faces in mutually opposite directions (a surface pressed by a molding die molding surface facing each other during the precision press-molding). A preform that is a reform and further has a rotational symmetry axis that passes through the centers of the two pressed surfaces is more preferable. Among these preforms, those suitable for precision press molding of a meniscus lens are preforms in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface, the other is a concave surface, a flat surface, or a convex surface if the curvature is smaller than the convex surface.
また、両凹レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面、凹面、平面のいずれかであり、他方が凸面、凹面、平面のいずれかであるプリフォームである。
一方、両凸レンズの精密プレス成形に好適なプリフォームは、被プレス面の一方が凸面であり、他方が凸面または平面であるプリフォームである。
A preform suitable for precision press molding of a biconcave lens is a preform in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface, a concave surface, or a flat surface, and the other is a convex surface, a concave surface, or a flat surface.
On the other hand, a preform suitable for precision press molding of a biconvex lens is a preform in which one of the surfaces to be pressed is a convex surface and the other is a convex surface or a flat surface.
いずれの場合においても、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状のプリフォームであることが好ましい。 In any case, the preform is preferably a preform having a shape more similar to the shape of the precision press-molded product.
なお、プリフォーム成形型を用いて熔融ガラス塊をプリフォームに成形する場合、前記成形型上のガラスの下面は、成形型における成形面の形状によって概ね定まる。一方、前記ガラスの上面は、熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まる形状となる。ここで、精密プレス成形時におけるガラスの変形量を低減するには、プリフォーム成形型において成形中のガラスの上面の形状も制御する必要がある。熔融ガラスの表面張力とガラスの自重とによって定まるガラス上面の形状は、凸面状の自由表面となるが、上面を平面、凹面あるいは前記自由表面よりも曲率が小さい凸面にするには、前記ガラス上面に圧力を加えることができる。具体的には、ガラス上面を所望形状の成形面を有する成形型でプレスしたり、ガラス上面に風圧を加えて所望形状に成形したりすることができる。なお、成形型でガラス上面をプレスする際、成形型の成形面に複数のガス噴出口を設け、これらガス噴出口からガスを噴出して成形面とガラス上面の間にガスクッションを形成し、ガスクッションを介してガラス上面をプレスしてもよい。あるいは、上記自由表面よりも曲率の大きい面にガラス上面を成形したい場合は、ガラス上面を近傍に負圧を発生させて上面を盛り上げるように成形してもよい。 When the molten glass gob is molded into a preform using a preform mold, the lower surface of the glass on the mold is generally determined by the shape of the molding surface of the mold. On the other hand, the upper surface of the glass has a shape determined by the surface tension of the molten glass and the weight of the glass itself. Here, in order to reduce the amount of glass deformation during precision press molding, it is also necessary to control the shape of the upper surface of the glass during molding in the preform mold. The shape of the glass upper surface, which is determined by the surface tension of the molten glass and the weight of the glass itself, is a convex free surface. To make the upper surface a flat surface, a concave surface, or a convex surface having a curvature smaller than the free surface, the glass upper surface is used. Pressure can be applied to. Specifically, the upper surface of the glass can be pressed with a molding die having a molding surface having a desired shape, or wind pressure can be applied to the upper surface of the glass to mold it into a desired shape. Incidentally, when pressing the glass upper surface with the molding die, a plurality of gas ejection ports are provided on the molding surface of the molding die, gas is ejected from these gas ejection ports to form a gas cushion between the molding surface and the glass upper surface, You may press the glass upper surface through a gas cushion. Alternatively, when it is desired to form the glass upper surface on a surface having a curvature larger than the free surface, a negative pressure may be generated in the vicinity of the glass upper surface so that the upper surface is raised.
また、プリフォームは、精密プレス成形品の形状により近似する形状とするため、表面を研磨したプリフォームであることも好ましい。例えば、被プレス面の一方が平面または球面の一部になるように研磨され、他方が球面の一部または平面になるように研磨されたプリフォームが好ましい。ここで、球面の一部は凸面でも凹面でもよいが、凸面とするか凹面とするかは、上記のように精密プレス成形品の形状によって決めることが望ましい。 Further, since the preform has a shape that more closely resembles the shape of the precision press-molded product, it is also preferable that the preform has a polished surface. For example, a preform in which one of the surfaces to be pressed is polished to be a flat surface or a part of a spherical surface and the other is polished to be a part of a spherical surface or a flat surface is preferable. Here, a part of the spherical surface may be a convex surface or a concave surface, but whether it is a convex surface or a concave surface is preferably determined by the shape of the precision press-molded product as described above.
上記各プリフォームは、直径が１０ｍｍ以上のレンズの成形に好ましく用いることができ、直径が２０ｍｍ以上のレンズの成形により好ましく用いることができる。また、中心肉厚が２ｍｍを超えるレンズの成形にも好ましく用いることができる。 Each of the above preforms can be preferably used for molding a lens having a diameter of 10 mm or more, and can be preferably used for molding a lens having a diameter of 20 mm or more. Further, it can be preferably used for molding a lens having a center wall thickness of more than 2 mm.
（光学素子）
以下、本発明の光学素子を具体的に説明する。
本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスを素材として用いたことを特徴とする。このように、本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスを素材として用いているため、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れ、また、中屈折率高分散性である。
なお、本発明の光学素子は、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、各成分の組成並びに屈折率及びアッベ数に関する必須要件を満たすことが好ましく、本発明の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。
(Optical element)
Hereinafter, the optical element of the present invention will be specifically described.
The optical element of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention as a material. As described above, since the optical element of the present invention uses the optical glass of the present invention as a material, it has excellent transmission characteristics, excellent chemical durability, and medium refractive index and high dispersibility.
The optical element of the present invention, from the viewpoint of obtaining the desired performance, preferably satisfies the above-mentioned requirements for the composition of each component, the refractive index and the Abbe number, which have already been described for the optical glass of the present invention. It is more preferable to satisfy the various preferable conditions described above for glass.
光学素子の種類は限定されないが、典型的なものとしては、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ；マイクロレンズ；レンズアレイ；回折格子付きレンズ；プリズム；レンズ機能付きプリズム；などを例示することができる。光学素子として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。 The type of optical element is not limited, but typically, a lens such as an aspherical lens, a spherical lens, or a plano-concave lens, a plano-convex lens, a biconcave lens, a biconvex lens, a convex meniscus lens, a concave meniscus lens; a microlens; A lens array; a lens with a diffraction grating; a prism; a prism with a lens function; Preferred examples of the optical element include lenses such as a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a plano-convex lens and a plano-concave lens, a prism, and a diffraction grating. Each of the above lenses may be an aspherical lens or a spherical lens. If necessary, an antireflection film or a partial reflection film having wavelength selectivity may be provided on the surface.
＜光学素子の製造方法＞
次に、本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子は、例えば、上記本発明のプリフォームをプレス成形型を用いて精密プレス成形することにより、製造することができる。
<Method of manufacturing optical element>
Next, a method for manufacturing the optical element of the present invention will be described.
The optical element of the present invention can be produced, for example, by precision press molding the above preform of the present invention using a press mold.
ここで、精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いることができるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。 Here, in the precision press molding, it is possible to use a press molding die in which the molding surface is processed in advance into a desired shape with high accuracy, but the molding surface is separated from the glass in order to prevent fusion of glass during pressing. A mold film may be formed. The release film may be a carbon-containing film, a nitride film, or a noble metal film, and the carbon-containing film is preferably a hydrogenated carbon film or a carbon film.
また、プレス成形型並びにプリフォームの加熱及び精密プレス成形工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に好適に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中では、プリフォームの表面を被覆する離型膜、特には炭素含有膜が酸化されずに、当該膜が、精密プレス成形された成形品の表面に残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜等の離型膜を比較的容易に且つ完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜等の離型膜の除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、炭素含有膜等の離型膜の除去は、ガラスの転移温度未満の温度範囲で行うことが好ましい。 In addition, the heating of the press mold and the preform and the precision press molding process are performed with nitrogen gas or nitrogen gas in order to prevent oxidation of the molding surface of the press mold or the release film suitably provided on the molding surface. It is preferably performed in a non-oxidizing gas atmosphere such as a mixed gas of hydrogen gas. In a non-oxidizing gas atmosphere, the release film covering the surface of the preform, particularly the carbon-containing film, is not oxidized, and the film remains on the surface of the precision press-molded product. This film should be removed finally, but in order to relatively easily and completely remove the release film such as the carbon-containing film, the precision press-formed product is placed in an oxidizing atmosphere, for example, in the air. Just heat. The release film such as the carbon-containing film should be removed at a temperature at which the precision press-formed product is not deformed by heating. Specifically, the release film such as the carbon-containing film is preferably removed in a temperature range lower than the glass transition temperature.
なお、本発明の光学素子の製造方法としては、特に限定されず、以下に示す２つの製造方法が挙げられる。ここで、本発明の光学素子の製造においては、上記本発明の精密プレス成形用プリフォームを、同一のプレス成形型を用いて精密プレス成形する工程を繰り返すことが、光学素子の量産の観点で好ましい。 The method for manufacturing the optical element of the present invention is not particularly limited, and the following two manufacturing methods can be mentioned. Here, in the production of the optical element of the present invention, the step of precision press-molding the precision press-molding preform of the present invention using the same press-molding die is repeated from the viewpoint of mass production of optical elements. preferable.
第１の光学素子の製造方法（「光学素子製法Ｉ」とする。）は、プリフォームをプレス成形型に導入し、前記プリフォームとプレス成形型とを一緒に加熱して精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
第２の光学素子の製造方法（「光学素子製法ＩＩ」とする。）は、加熱したプリフォームを予熱したプレス成形型に導入し、精密プレス成形し、光学素子を得る方法である。
The first optical element manufacturing method (referred to as "optical element manufacturing method I") is to introduce a preform into a press mold and heat the preform and the press mold together to perform precision press molding, It is a method of obtaining an optical element.
The second optical element manufacturing method (hereinafter referred to as “optical element manufacturing method II”) is a method of introducing a heated preform into a preheated press mold and performing precision press molding to obtain an optical element.
光学素子製法Ｉでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が１０5〜１０9ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型及びプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法Ｉは、面精度、偏心精度など成形精度の向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In the optical element manufacturing method I, after a preform is supplied between a pair of opposed upper and lower molds whose molding surfaces are precisely shaped, the glass has a viscosity of 10 5 to 10 9 dPa·s By heating both the molding die and the preform to soften the preform and press-molding this, the molding surface of the molding die can be precisely transferred to glass. The optical element manufacturing method I is a method recommended when improvement in molding accuracy such as surface accuracy and eccentricity is important.
光学素子製法ＩＩでは、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で１０4〜１０8ｄＰａ・ｓに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。光学素子製法ＩＩは、生産性向上が重視される場合に、推奨される方法である。 In the optical element manufacturing method II, the temperature was previously raised to a temperature corresponding to 10 4 to 10 8 dPa·s in the viscosity of the glass between the pair of upper and lower molds that face each other and whose molding surfaces were precisely shaped. By supplying a preform and pressure-molding it, the molding surface of the molding die can be precisely transferred to glass. The optical element manufacturing method II is a method recommended when productivity is important.
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。 The pressure and time at the time of pressurization can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass and the like. For example, the press pressure can be about 5 to 15 MPa and the press time can be 10 to 300 seconds. The press conditions such as the press time and the press pressure may be appropriately set within a known range according to the shape and size of the molded product.
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。 After that, the molding die and the precision press-molded product are cooled, and when the temperature is preferably below the strain point, the mold is released and the precision press-molded product is taken out. It should be noted that, in order to precisely adjust the optical characteristics to desired values, the annealing treatment condition of the molded product during cooling, for example, the annealing rate may be adjusted appropriately.
なお、本発明の光学素子は、プレス成形工程を経なくても作製することはできる。例えば、均質な熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールして歪を除去するとともに、ガラスの屈折率が所望の値になるようにアニール条件を調整して光学特性の調整を行ったのち、次にガラスブロックを切断または割断してガラス片を作り、更に研削、研磨して光学素子に仕上げることにより得ることができる。 The optical element of the present invention can be manufactured without a press molding step. For example, a homogeneous molten glass is cast into a mold to form a glass block, which is annealed to remove distortion, and the optical properties are adjusted by adjusting the annealing conditions so that the glass has a desired refractive index. After performing, the glass block is then cut or cleaved to form a glass piece, which is further ground and polished to obtain an optical element.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the optical glass of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
表１，２に記載の各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを、ガラス化した後に１００ｇとなるように秤量し、十分混合して、白金坩堝に投入し、電気炉にて１０００〜１３００℃（表１，２に示す）で１〜２時間熔融した後、適時撹拌し、均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型内に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、実施例１〜３０及び比較例１〜５の光学ガラスを得た。それぞれの光学ガラスについて、以下に示す手順に従い、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、分光透過率８０％を示す波長、及び化学的耐久性（耐水性）の測定を行った。結果を表１，２に示す。 Oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, etc. corresponding to each of the components shown in Tables 1 and 2 were weighed to 100 g after vitrification, sufficiently mixed, and mixed in a platinum crucible. After being charged and melted in an electric furnace at 1000 to 1300°C (shown in Tables 1 and 2) for 1 to 2 hours, agitated at appropriate times for homogenization and clarification, and then preheated to an appropriate temperature in a mold. After being cast into, the optical glass of Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 5 was obtained by slowly cooling in an electric furnace to remove distortion. For each optical glass, the refractive index (nd), the Abbe number (νd), the wavelength at which the spectral transmittance was 80%, and the chemical durability (water resistance) were measured according to the following procedure. The results are shown in Tables 1 and 2.
屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）の測定は、日本光学硝子工業会規格の「ＪＯＧＩＳ０１−２００３光学ガラスの屈折率の測定方法」に準拠して行った。
また、実施例１〜３０の光学ガラスの屈折率及びアッべ数の測定結果を、図１の直交座標系にプロットした。
The refractive index (nd) and the Abbe's number (νd) were measured according to the “Optical glass refractive index measuring method of JOGIS01-2003” of the Japan Optical Glass Industry Association standard.
Moreover, the measurement results of the refractive index and the Abbe number of the optical glasses of Examples 1 to 30 were plotted in the orthogonal coordinate system of FIG.
分光透過率８０％を示す波長の測定は、厚さ１０ｍｍに加工した光学ガラスを用い、日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０２−２００３「光学ガラスの着色度測定方法」に準拠して行った。この測定値が小さいほど、透過特性が良好であることを示す。 The measurement of the wavelength showing the spectral transmittance of 80% was performed in accordance with JOGIS02-2003 "Method for measuring the degree of coloring of optical glass" of the Japan Optical Glass Industry Association standard using optical glass processed to have a thickness of 10 mm. The smaller the measured value, the better the transmission characteristics.
化学的耐久性（耐水性）の測定は、日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０６−２００９「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）」に準拠して行い、クラス１〜６のいずれに該当するかについて評価した。クラスの数値が小さいほど、化学的耐久性に優れることを示す。 The chemical durability (water resistance) is measured in accordance with JOGIS06-2009 “Measurement method of chemical durability of optical glass (powder method)” of the Japan Optical Glass Industry Association, and is classified into any of Classes 1 to 6. It was evaluated whether it corresponds to. The smaller the class number, the better the chemical durability.
表１，２及び図１から、本発明に従う実施例１〜３０の光学ガラスは、いずれも、所望の屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）の関係性を満たすため、中屈折率高分散性であることが分かるとともに、透過特性が良好である上、化学的耐久性に優れることも分かる。 From Tables 1 and 2 and FIG. 1, since the optical glasses of Examples 1 to 30 according to the present invention all satisfy the desired relationship of the refractive index (nd) and the Abbe number (νd), the medium refractive index has high dispersion. It can be seen that the material has excellent properties, and also has excellent transmission characteristics and excellent chemical durability.
これに対し、比較例１の光学ガラスは、分光透過率８０％を示す波長が４３１ｎｍと高く、透過特性に劣ることが少なくとも分かる。これは、Ｂ2Ｏ3を含まないため、熔融性が低く、熔融温度が高くなったこと等に因るものと考えられる。
また、比較例２の光学ガラスは、所望の屈折率及びアッべ数の関係性を満たしていないことが分かる。これは、Ｌｉ2Ｏを含むため、高分散性が低下したこと等に因るものと考えられる。
また、比較例３の光学ガラスは、化学的耐久性（耐水性）のクラスが４であり、化学的耐久性に劣ることが少なくとも分かる。これは、有用成分であるＮａ2Ｏを含んでいないこと等に因るものと考えられる。
また、比較例４の光学ガラスは、所望の屈折率及びアッべ数の関係性を満たしていないことが分かる。これは、ＢａＯを含むため、高分散性が低下したこと等に因るものと考えられる。
そして、比較例５の光学ガラスは、化学的耐久性（耐水性）のクラスが４であり、化学的耐久性に劣ることが少なくとも分かる。これは、Ｐ2Ｏ5を含むこと等に因るものと考えられる。
On the other hand, the optical glass of Comparative Example 1 has a high wavelength of 431 nm showing a spectral transmittance of 80%, and it can be seen that at least the transmission characteristics are inferior. It is considered that this is because the meltability was low and the melting temperature was high because B 2 O 3 was not contained.
Further, it is understood that the optical glass of Comparative Example 2 does not satisfy the desired relationship between the refractive index and the Abbe number. It is considered that this is because the high dispersibility is lowered because Li 2 O is contained.
Further, the optical glass of Comparative Example 3 has a chemical durability (water resistance) class of 4, and it is at least found that the optical glass is inferior in chemical durability. It is considered that this is because it does not contain Na 2 O which is a useful component.
Further, it is understood that the optical glass of Comparative Example 4 does not satisfy the desired relationship between the refractive index and the Abbe number. It is considered that this is because the high dispersibility was lowered because BaO was included.
The optical glass of Comparative Example 5 has a chemical durability (water resistance) class of 4, which indicates that the optical glass is inferior in chemical durability. This is considered to be due to inclusion of P 2 O 5 and the like.
Claims (4)
ＳｉＯ2：２０％以上３５％以下、
Ｂ2Ｏ3：１％以上１０％以下、
Ａｌ2Ｏ3：０％以上５％以下、
Ｋ2Ｏ：２０％以上３５％以下、
Ｎａ2Ｏ：１％以上１０％以下、
ＴｉＯ2：２０％以上４０％以下、
ＺｎＯ：０％以上１０％以下、
ＺｒＯ2：０％以上５％以下、
Ｎｂ2Ｏ5：０％以上５％以下、及び
Ｂｉ2Ｏ3：０％以上５％以下
を含む組成からなり、
ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の含有量が２１％以上４０％以下であり、
Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の含有量が２１％以上４０％以下であり、
Ｐ2Ｏ5、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＰｂＯを含まず、
アッベ数（νｄ）が２６以上３４以下であり、且つ、屈折率（ｎｄ）が式（１）：
２．０４−０．０１２５×νｄ≦ｎｄ≦２．０８−０．０１２５×νｄ・・・（１）
を満たし、
日本光学硝子工業会規格のＪＯＧＩＳ０６−２００９に準拠して測定される化学的耐久性（耐水性）のクラスが、１〜３である、ことを特徴とする、光学ガラス。 In mass %,
SiO 2 : 20% or more and 35% or less,
B 2 O 3: 1% or more than 10%,
Al 2 O 3 : 0% or more and 5% or less,
K 2 O: 20% or more and 35% or less,
Na 2 O: 1% or more and 10% or less,
TiO 2 : 20% to 40%,
ZnO: 0% or more and 10% or less,
ZrO 2 : 0% or more and 5% or less,
Nb 2 O 5 : 0% to 5% inclusive, and Bi 2 O 3 : 0% to 5% inclusive,
The total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 21% or more and 40% or less,
The total content of Na 2 O and K 2 O is 21% or more and 40% or less,
P 2 O 5 , Li 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, and PbO are not included,
The Abbe number (νd) is 26 or more and 34 or less, and the refractive index (nd) is expressed by the formula (1):
2.04-0.0125×νd≦nd≦2.08-0.0125×νd (1)
The filling,
An optical glass having a chemical durability (water resistance) class of 1 to 3 measured in accordance with JOGIS06-2009 of the Japan Optical Glass Industry Association standard .
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